Prezentare producție, transport și distribuție a energiei electrice. Prezentarea, raportarea producerii si folosirii energiei electrice. Funcționarea transformatorului se bazează pe

1 tobogan

Lucrarea elevilor de clasa a 11-a B a școlii nr. 288 din Zaozersk Erina Maria și Staritsyna Svetlana

2 tobogan

Electricitatea este un termen fizic utilizat pe scară largă în tehnologie și în viața de zi cu zi pentru a determina cantitatea de energie electrică furnizată de un generator rețelei electrice sau primită din rețea de către un consumator. Energia electrică este, de asemenea, un produs care este achiziționat de participanții pe piața angro de la companiile producătoare și consumatorii de energie electrică de pe piața cu amănuntul de la companiile de vânzare a energiei.

3 slide

Există mai multe modalități de a crea energie electrică: Diverse centrale electrice (centrală hidroelectrică, centrală nucleară, centrală termică, centrală electrică...) precum și surse alternative (energie solară, energie eoliană, energia Pământului)

4 slide

Centrală termică (TPP), o centrală electrică care generează energie electrică ca urmare a conversiei energiei termice eliberate în timpul arderii combustibililor fosili. Primele centrale termice au apărut la sfârșitul secolului al XIX-lea și s-au răspândit. La mijlocul anilor '70 ai secolului XX, centralele termice erau principalul tip de centrale electrice. În centralele termice, energia chimică a combustibilului este transformată mai întâi în energie mecanică și apoi în energie electrică. Combustibilul pentru o astfel de centrală poate fi cărbune, turbă, gaz, șist petrolier și păcură.

5 slide

Stația hidroelectrică (HPP), un complex de structuri și echipamente prin care energia curgerii apei este transformată în energie electrică. O centrală hidroelectrică constă dintr-un lanț secvențial de structuri hidraulice care asigură concentrarea necesară a debitului de apă și crearea presiunii și echipamente energetice care transformă energia apei care se mișcă sub presiune în energie mecanică de rotație, care, la rândul său, este convertită. în energie electrică.

6 diapozitiv

Centrala nucleară este o centrală electrică în care energia nucleară este transformată în energie electrică. Generatorul de energie de la o centrală nucleară este un reactor nuclear. Căldura care este eliberată în reactor ca urmare a unei reacții în lanț de fisiune a nucleelor ​​unor elemente grele este apoi transformată în energie electrică în același mod ca în centralele termice convenționale. Spre deosebire de centralele termice care funcționează cu combustibili fosili, centralele nucleare funcționează cu combustibil nuclear.

7 slide

Aproximativ 80% din creșterea PIB-ului (produsul intern brut) al țărilor dezvoltate se realizează prin inovare tehnică, cea mai mare parte a acesteia fiind legată de utilizarea energiei electrice. Tot ce este nou în industrie, agricultură și viața de zi cu zi vine la noi datorită noilor dezvoltări din diferite ramuri ale științei. Societatea modernă nu poate fi imaginată fără electrificarea activităților de producție. Deja la sfârșitul anilor 80, mai mult de 1/3 din totalul consumului de energie din lume era realizat sub formă de energie electrică. Până la începutul secolului următor, această pondere poate crește la 1/2. Această creștere a consumului de energie electrică este asociată în primul rând cu o creștere a consumului său în industrie.

8 slide

Acest lucru ridică problema utilizării eficiente a acestei energii. La transmiterea energiei electrice pe distanțe mari, de la producător la consumator, pierderile de căldură de-a lungul liniei de transport cresc proporțional cu pătratul curentului, adică. dacă curentul se dublează, atunci pierderile de căldură cresc de 4 ori. Prin urmare, este de dorit ca curentul în linii să fie mic. Pentru a face acest lucru, tensiunea pe linia de transmisie este crescută. Electricitatea este transmisă prin linii unde tensiunea ajunge la sute de mii de volți. În apropierea orașelor care primesc energie de la liniile de transport, această tensiune este ridicată la câteva mii de volți cu ajutorul unui transformator coborâtor. În oraș în sine, la substații tensiunea scade la 220 de volți.

Slide 9

Țara noastră ocupă un teritoriu mare, aproape 12 fusuri orare. Aceasta înseamnă că, în timp ce în unele regiuni consumul de energie electrică este la maxim, în altele ziua de lucru s-a încheiat deja și consumul este în scădere. Pentru utilizarea rațională a energiei electrice generate de centralele electrice, acestea sunt unite în sisteme de energie electrică ale regiunilor individuale: partea europeană, Siberia, Urali, Orientul Îndepărtat etc. Această unificare permite o utilizare mai eficientă a energiei electrice prin coordonarea operațiunii. a centralelor electrice individuale. Acum diverse sisteme energetice sunt unite într-un singur sistem energetic al Rusiei.

Producerea, transportul și utilizarea energiei electrice Întrebare

• Ce avantaje are curentul alternativ față de curentul continuu?

• Generator - dispozitive care convertesc energia de un tip sau altul în energie electrică.

• Generatorul este format din
• un magnet permanent care creează un câmp magnetic și o înfășurare în care este indusă o fem alternativă

• Rolul predominant în epoca noastră îl au generatoarele de curent alternativ cu inducție electromecanica. Acolo energia mecanică este transformată în energie electrică.

• TRANSFORMATOR – un dispozitiv care convertește curentul alternativ, în care tensiunea crește sau scade de mai multe ori, practic fără pierderi de putere.
• În cel mai simplu caz, transformatorul constă dintr-un miez închis de oțel, pe care sunt plasate două bobine cu înfășurări de sârmă. Cea dintre înfășurări care este conectată la o sursă de tensiune alternativă se numește primară, iar cea la care este conectată „sarcina”, adică dispozitivele care consumă energie electrică, se numește secundar.

• Primar Secundar
• înfăşurare înfăşurare
• Se conectează
• la sursă
• ~ tensiune la „încărcare”
• miez închis de oțel

• Principiul de funcționare al transformatorului se bazează pe fenomenul de inducție electromagnetică.

• Raportul de transformare
• U1/U2 =N1/N2=K
• K>1 transformator coborâtor
• K<1трансформатор повышающий

• Electricitatea este produsă la centralele mari și mici, în principal folosind generatoare electromecanice cu inducție. Există mai multe tipuri de centrale electrice: centrale termice, hidroelectrice și nucleare.

• Centrale termice

• Principalul consumator de energie electrică este industria, care reprezintă aproximativ 70% din energia electrică produsă. Transportul este, de asemenea, un mare consumator. Un număr tot mai mare de linii de cale ferată sunt transformate la tracțiune electrică. Aproape toate satele și satele primesc energie electrică de la centralele de stat pentru nevoi industriale și casnice. Aproximativ o treime din energia electrică consumată de industrie este utilizată în scopuri tehnologice (sudura electrică, încălzirea electrică și topirea metalelor, electroliză etc.).

• Transformatoarele schimbă tensiunea
• în mai multe puncte de-a lungul liniei.

• Cererea de energie electrică este în continuă creștere. Există două moduri de a satisface această nevoie.
• Cea mai naturală și la prima vedere singura cale este construirea de noi centrale puternice. Însă centralele termice consumă resurse naturale neregenerabile și provoacă, de asemenea, mari daune echilibrului ecologic de pe planeta noastră.
• Tehnologiile avansate fac posibilă satisfacerea nevoilor energetice într-un mod diferit. Ar trebui să se acorde prioritate creșterii eficienței energetice, mai degrabă decât creșterii capacității centralei electrice.

• № 966, 967

• 1) tensiunea și curentul pot fi convertite (transformate) într-un interval foarte larg, aproape fără pierderi de energie;
• 2) curentul alternativ este ușor convertit în curent continuu
• 3) un alternator este mult mai simplu și mai ieftin.

• §§38-41 exercițiul 5 (din 123)
• Gândește-te:
• DE CE HUMĂ TRANSFORMERUL?
• Pregătiți o prezentare „Utilizarea transformatoarelor”
• (pentru cei interesati)

• Fizică. Clasa a XI-a: manual pentru instituțiile de învățământ general: de bază și de profil. niveluri /G.Ya. Myakishev, B.B. Buhovtsev. – M: Educație, 2014. – 399 p.
• O.I. Gromtseva. Fizică. Examenul de stat unificat. Curs complet. – M.: Editura „Examen”, 2015.-367 p.
• Volkov V.A. Evoluții universale ale lecției de fizică. clasa a XI-a. – M.: VAKO, 2014. – 464 p.
• Rymkevici A.P., Rymkevici P.A. Culegere de probleme de fizică pentru clasele 10-11 de liceu. – Ed. a XIII-a. – M.: Educație, 2014. – 160 s

Consumatorii de energie electrică sunt peste tot. Este produs în relativ puține locuri aproape de sursele de energie. Electricitatea nu poate fi conservată la scară largă. Trebuie consumat imediat după primire. Prin urmare, este necesar să se transmită energie electrică pe distanțe lungi.

Să luăm în considerare prima posibilitate. Pentru a reduce rezistența firelor, trebuie fie să utilizați substanțe cu rezistivitate scăzută (de exemplu, metale scumpe argint sau cupru), fie să reduceți lungimea firului (și energia nu va ajunge la consumator), fie să măriți secțiunea transversală. zona firelor (și apoi vor deveni grele și se pot rupe). După cum puteți vedea, prima posibilitate nu este fezabilă în practică.

Să luăm acum în considerare a doua posibilitate. Când am studiat transformatorul, am observat că o creștere a tensiunii este însoțită de o scădere a curentului și de același număr de ori. Prin urmare, înainte ca curentul de la generator să intre în linia de alimentare, acesta trebuie transformat (convertit) în curent de înaltă tensiune. Prin creșterea tensiunii de la 10 kV la 1000 kV, adică de 100 de ori, vom reduce puterea curentului de același număr de ori. Iar cantitatea de căldură care se eliberează inutil în fire, conform legii Joule-Lenz, va scădea cu 100 2, adică cu un factor! Q=I 2 Rt Transmisia energiei electrice pe distante mari se realizeaza la tensiune inalta

Generatoarele produc de obicei energie în jur de 12 kV. La centralele electrice sunt instalate transformatoare superioare, din care energia intră în linia electrică. Pentru consumatorii de energie electrică, tensiunea trebuie redusă. Acest lucru se face în mai multe etape folosind transformatoare descendente.

Centralele situate în diferite regiuni ale țării, conectate prin linii electrice de înaltă tensiune, formează, împreună cu consumatorii conectați la acestea, un Sistem Energetic Unificat. Crearea Sistemului Energetic Unificat în țară este importantă pentru că consumul de energie electrică pe parcursul zilei este inegal. Totuși, din cauza condițiilor tehnice și economice, generarea de energie electrică trebuie să fie continuă. Sistemele de energie unite ale regiunilor din diferite fusuri orare asigură alimentarea neîntreruptă cu energie

Luați în considerare următoarea problemă: un sat consumă în medie 120 kW de energie electrică de la o centrală situată la 10 km distanță. Impedanța liniei de alimentare este de 0,4 ohmi. Este necesar să se determine pierderea de putere la tensiunea de linie: a) 240 V; b) B Rezolvare: a) P=IU. Dacă transmiteți o putere de 120 kW la o tensiune de 240 V, atunci puterea curentului în linie va fi pierderea de putere realizată: b) La U = V, pierderea de putere va fi: Mai puțin de 1% din puterea totală se va pierde în linie dacă energia este transmisă la tensiune înaltă.

Slide 1

Slide 2

Slide 3

Slide 4

Slide 5

Slide 6

Slide 7

Slide 8

Slide 9

Slide 10

Prezentarea pe tema „Producerea și transportul de energie electrică” poate fi descărcată absolut gratuit de pe site-ul nostru. Subiectul proiectului: Fizica. Diapozitivele și ilustrațiile colorate vă vor ajuta să vă implicați colegii sau publicul. Pentru a vizualiza conținutul, utilizați playerul sau, dacă doriți să descărcați raportul, faceți clic pe textul corespunzător de sub player. Prezentarea conține 10 diapozitive.

Diapozitive de prezentare

Slide 1

Slide 2

Slide 3

Energia electrică are avantaje incontestabile față de toate celelalte tipuri de energie. Poate fi transmis prin fir pe distanțe mari, cu pierderi relativ mici și distribuit convenabil între consumatori. Principalul lucru este că această energie, cu ajutorul unor dispozitive destul de simple, poate fi ușor convertită în orice alte tipuri de energie: energie mecanică, internă, luminoasă etc.

Slide 4

Secolul XX a devenit secolul în care știința invadează toate sferele vieții sociale: economie, politică, cultură, educație etc. Desigur, știința influențează direct dezvoltarea energiei și domeniul de aplicare a energiei electrice. Pe de o parte, știința contribuie la extinderea domeniului de aplicare a energiei electrice și, prin urmare, crește consumul acesteia, dar, pe de altă parte, într-o epocă în care utilizarea nelimitată a resurselor energetice neregenerabile reprezintă un pericol pentru generațiile viitoare, urgența Sarcinile științei sunt dezvoltarea tehnologiilor de economisire a energiei și implementarea lor în viață.

Slide 5

Utilizarea energiei electrice.

Consumul de energie electrică se dublează în 10 ani

Slide 6

Să ne uităm la aceste întrebări folosind exemple specifice. Aproximativ 80% din creșterea PIB-ului (produsul intern brut) al țărilor dezvoltate se realizează prin inovare tehnică, cea mai mare parte a acesteia fiind legată de utilizarea energiei electrice. Majoritatea dezvoltărilor științifice încep cu calcule teoretice. Toate noile dezvoltări teoretice după calculele computerizate sunt testate experimental. Și, de regulă, în această etapă, cercetarea este efectuată folosind măsurători fizice, analize chimice etc. Aici, instrumentele cercetării științifice sunt diverse - numeroase instrumente de măsură, acceleratoare, microscoape electronice, imagistică prin rezonanță magnetică etc. Cea mai mare parte a acestor instrumente ale științei experimentale sunt alimentate de energie electrică.

Slide 7

Dar știința nu folosește doar electricitatea în domeniile sale teoretice și experimentale, idei științifice apar în mod constant în domeniul tradițional al fizicii asociate cu primirea și transmiterea energiei electrice. Oamenii de știință, de exemplu, încearcă să creeze generatoare electrice fără piese rotative. În motoarele electrice convenționale, curent continuu trebuie să fie furnizat rotorului pentru a apărea o „forță magnetică”. Societatea modernă nu poate fi imaginată fără electrificarea activităților de producție. Deja la sfârșitul anilor 80, mai mult de 1/3 din totalul consumului de energie din lume era realizat sub formă de energie electrică. Până la începutul secolului următor, această pondere poate crește la 1/2. Această creștere a consumului de energie electrică este asociată în primul rând cu o creștere a consumului său în industrie. Cea mai mare parte a întreprinderilor industriale operează cu energie electrică. Consumul ridicat de energie electrică este tipic pentru industriile consumatoare de energie, cum ar fi metalurgia, aluminiul și inginerie mecanică. Transportul este, de asemenea, un mare consumator. Un număr tot mai mare de linii de cale ferată sunt transformate la tracțiune electrică. Aproape toate satele și satele primesc energie electrică de la centralele de stat pentru nevoi industriale și casnice.

Slide 8

Transportul și distribuția energiei electrice

1% din pierderile de energie electrică pe zi - pierderi de 0,5 milioane de ruble Pentru a reduce pierderile de căldură în liniile de transport electric (PTL), puteți crește secțiunea transversală a conductorilor S, care este neprofitabil din punct de vedere economic, sau puteți reduce puterea curentului I. Astfel încât puterea transmisă p = IU rămâne neschimbată la scăderea curentului, este necesară creșterea tensiunii U în linia electrică (U-500 Kv.; 750 Kv.; 1150 Kv.; - linia electrică)

Producția, transportul și consumul de energie electrică

Tipuri de centrale electrice

• Termic (TPP) - 50%
• Centrale hidroelectrice (HPP) - 20-25%
• Nuclear (NPP) - 15%
• Surse alternative

energie - 2 – 5% (energie solară, energie de fuziune termonucleară, energia mareelor, energie eoliană)

Generator

Centrale termice

Intern

Energie

(energie combustibil)

Mecanic

energie

TD (abur

Electric

energie

Generator

Centrale hidroelectrice

Mecanic

energie

(apa care cade)

Electric

energie

Generator

Centrale nucleare

Energia atomică

(la împărțire

nuclee atomice)

Mecanic

energie

Electric

energie

Generator de curent electric

• Generatorul transformă energia mecanică în energie electrică
• Generatorul funcționează pe baza fenomen de inducție electromagnetică

Cadrul cu curent este elementul principal al generatorului

• Piesa rotativă se numește ROTOR (magnet).
• Partea staționară se numește STATOR (cadru)

Când cadrul se rotește, fluxul magnetic care pătrunde în cadrul se modifică în timp, drept urmare a curent indus

Transmisia energiei electrice

• Liniile de transport de energie electrică (PTL) sunt utilizate pentru a transmite energie electrică către consumatori.
• La transmiterea energiei electrice la distanță, apar pierderi din cauza încălzirii firelor (legea Joule-Lenz).
• Modalități de reducere a pierderilor de căldură:

1) Reducerea rezistenței firelor, dar creșterea diametrului acestora (grele - greu de agățat și scumpe - cupru).

2) Reducerea curentului prin creșterea tensiunii.

Transformator

• Constă din două bobine de sârmă izolată înfășurate în jurul unui miez comun de oțel.

Funcționarea transformatorului se bazează pe

fenomen inducție electromagnetică

Circuitul transformatorului

Înfășurare primară - o bobină la care este alimentat curent alternativ de o tensiune

Înfășurare secundară - o bobină din care este îndepărtat curentul alternativ de altă tensiune

Transformator step-up - un transformator care crește tensiunea.

Transformator step-down - un transformator care reduce tensiunea.

Impactul centralelor termice asupra mediului

Principalele etape de producere, transport și consum de energie electrică

• 1. Energia mecanică este transformată în energie electrică folosind generatoare din centralele electrice.
• 2. Tensiunea electrică este crescută pentru a transmite energie electrică pe distanțe lungi.
• 3. Electricitatea este transmisă la tensiune înaltă prin liniile electrice de înaltă tensiune.
• 4. La distribuirea energiei electrice către consumatori, tensiunea electrică este redusă.
• 5. Când se consumă energie electrică, aceasta este transformată în alte tipuri de energie - mecanică, ușoară sau internă.